广播电视卫星传输连载二( 五 )


②减小雨衰影响的有效措施
卫星传输的路径和特点决定了可以和需要进行雨衰补偿的三个环节,一是在上行站补偿上行链路的雨衰损耗,二是通过卫星转发器补偿部分上行链路的雨衰,三是在下行站留出足够的雨衰备余量克服因雨衰造成的损失 。
a.上行站的雨衰补偿措施
上行链路的雨衰补偿是通过在一定范围内线性增大上行站的上行EIRP,从而使降雨期间到达卫星转发器的上行信号的饱和通量密度相对稳定,在一定天气条件下不受降雨的影响 。
(a)C波段的雨衰补偿
从以上对c波段雨衰的理论和实际分析中可见,非大暴雨等非凡气象条件,C波段的卫星传输受雨衰影响不明显,因此在其相应的系统设计和配置中,一般不需考虑雨衰的问题即可满足99.99%的可用度 。但对于大暴雨频繁的地区或对上行可用度有更高要求的情况,c波段卫星上行站在交调保护回退之后,需至少具备4~6dB提高上行功率的能力 。在暴雨对C波段上行站接收信标信号造成2dB损耗后,上行站可以以接收信标信号的损耗量为参考,人工及时调整上行功率,在一定范围内补偿C波段传输的上行雨衰 。从北京地区近七年的气象条件看,C波段的卫星传输有3次受到较明显的雨衰影响,最长一次持续时问在15分钟以上,将上行功率及时提高2~5dB即可有效地减小c波段卫星传输的雨衰影响 。
(b)根据接收信标信号的电平补偿上行雨衰的UPC
由于Ku以上波段的卫星传输受雨衰影响明显,因此在其系统配置中,必须考虑雨衰的影响 。
由于射频器件的成本原因,目前在Ku波段的上行站基本上都采用中频补偿的方式来补偿上行链路的雨衰,即通过上行功率控制单元(UPC),根据降雨对信号的衰减量,相应提高中频信号电平,从而增大功放输出功率,补偿上行链路因雨衰产生的衰耗 。

;上行链路中频补偿的依据一般为卫星上行链路的大气噪声或卫星下行接收信号的强度的变化,如信标信号 。
图2—3—8为一个根据接收信标信号的强度控制上行功率的Ku波段上行系统 。
(图自己画)
图2—3—8信标参考型上行功率控制补偿系统
【广播电视卫星传输连载二】 这是一种较为简单的上行雨衰补偿方式,雨雪雾等天气对于接收信标信号强度的影响较为接近地反映了上行链路的衰减量,以受到衰耗后的信标电压与晴天时的基准信标电压差控制中频增益量,简单准确 。
c)通过测算天线的噪声温度补偿上行雨衰的UPC
图2—3—9为一个典型的以某天线的噪声温度的变化量来反映上行空间链路的衰耗,并以此为依据控制上行功率的卫星上行系统 。
该系统的特点是利用一套独立的接收和控制系统完成上行功率的控制,无需任何信标或由地面转发的信号做功率控制参考 。即用一个射电测量计代替了一个小型偏馈接收天线的LNB,该射电测量计根据采集到的卫星上行通路上13.45GHz频点上的射电信号的强度,得到天线的噪声温度,并与晴天时测得的天线噪声温度相比较,换算出相应的上行波段的雨衰及增益补偿量,补偿
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(图自己画)
图2—3—9噪声温度参考型上行功率控制补偿系统
上行功率 。
与信标系统相比,该系统的优点是上行补偿更为准确(测算波段更接近)、更为可靠(不受上行天线故障、信标接收单元故障、LNA/LNB增益一温度稳定性的影响),且不需人工识别日凌(系统根据卫星的经度、上行站的地理位置、上行站UPC的工作时间可以计算出地球站上行波束和太阳的夹角,当该夹角小于某一安全设定值时,该UPC系统认为上行站进人日凌期,对此期间的天线噪声温度的升高,不进行增益补偿) 。缺点是费用稍高,对UPC接收天线的意外遮挡会被误认为雨衰,造成上行功率误差增大,对雪衰的补偿不很准确 。

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